3D-- طابعة للمعادن. تصنيع المنتجات المعدنية

وتعتبر الطباعة 3D الانجاز التكنولوجي الأكثر تعقيدا واتجاها هاما من الإنتاج الإضافي. وبفضل الطابعات ثلاثية الأبعاد، تفتح فرص جديدة في جميع قطاعات الاقتصاد. وهناك رأي مفاده أن بإمكانها في المستقبل أن تحل محل أساليب الإنتاج التقليدية (تزوير، صب، إلخ). في هذه المقالة سوف ننظر ما هو الطباعة 3D مع المعادن والتكنولوجيات الرئيسية.

ما هو طابعة 3d للمعادن

هذه هي الآلات الخاصة التي تسمح لك لجعل الأجسام المعدنية أو تطبيق طلاء على المنتجات النهائية. هذه الطابعة "ينمو" طبقة جسم مادي من قبل طبقة. وهذا هو، أولا يتم إنشاء نموذج الظاهري في ثلاثة أبعاد، مقسمة إلى طبقات رقمية، على الكمبيوتر في نظام التصميم. بعد بدء الكائن في الطباعة، رأس الطابعة 3D يبدأ في الضغط من المعدن السائل أو صب مسحوق على منصة الطباعة، وتشكيل الطبقة الأولى. ثم الجهاز ينطبق الجزء الثاني من المعدن وهلم جرا.

طابعة 3D للمعادن يسمح لك لخلق مجموعة واسعة من المنتجات، وذلك بفضل التكنولوجيا الحديثة، يمكن أن تتنافس مع الأساليب الكلاسيكية لإنتاج المعادن.

ماذا يمكنني طباعة مع طابعة 3D؟

هذه الطابعة هو اختراع عالمي، والتي يمكن استخدامها من قبل كل من المهنيين وهواة بسيطة. الطابعات المعدنية يمكن استخدامها لتصنيع الأشياء غير القياسية، الأجزاء الميكانيكية، والمجوهرات. كما أنها تسمح بإنشاء منتجات معدنية محاكاة اليد تزوير. ولهذا، لا حاجة إلى أجهزة وآليات إضافية.

يمكن للطابعة الصناعية ثلاثية الأبعاد للمعدن طباعة محرك صاروخ. في هذه الحالة، فإنه لن تختلف عمليا عن المنتج المصنعة بالطريقة التقليدية. وهكذا، فإن الطابعة المعدنية تمكن شخص حديث لخلق أي كائنات.

تقنيات الطباعة 3D للمعادن

حتى الآن، يتم تصنيع المنتجات المعدنية من قبل اثنين من التكنولوجيات: الليزر والطباعة النافثة للحبر. وهي تعني طبقات متدرجة ودقيقة من المعدن، ونتيجة لذلك ينبغي الحصول على الرقم المقصود. وفي الوقت نفسه، طور المهندسون عدة طرق للنمو.

الطباعة النافثة للحبر 3D

تصنيع المنتجات المعدنية من خلال الطباعة النافثة للحبر هي واحدة من أقدم الطرق للإنتاج الإضافي. انها تسمح أفضل وسيلة لاستخدام المعادن والمواد الاستهلاكية. ولكن هذه التكنولوجيا لا تنطبق إلا في حالة إنشاء نموذج مركب. المسألة هي أن طائرة 3D طابعة يسمح لطباعة الكائنات من أي مادة، والتي يمكن معالجتها في مسحوق. أثناء الطباعة، المواد الخام الأرضية ملزمة بالبوليمرات. وبسبب هذه الميزة التكنولوجية، لا يمكن اعتبار المنتجات النهائية المعادن تماما.

وبالإضافة إلى ذلك، فمن الممكن لتحويل النماذج المركبة الناتجة في جميع المعادن. لهذا، يتم استخدام الصهر الحراري أو حرق البوليمرات وتلبد مسحوق المعادن. هذه المنتجات المعدنية ليست دائمة، لأن لديهم بنية مسامية. إضافة قوة يمكن أن يكون بسبب تشريب معدن آخر. على سبيل المثال، فإن الجسم الصلب يصبح أكثر دواما إذا كان مشربة مع البرونز.

وتستخدم هذه الطريقة لخلق المنتجات أساسا في صناعة التذكارات والمجوهرات.

طريقة الترقق

الطباعة ثلاثية الأبعاد عن طريق التصفيح تعني تطبيق صفائح رقيقة من المعادن التي يتم تشكيلها بواسطة الليزر أو القطع الميكانيكي إلى المنصة ولصقها للحصول على نموذج ثلاثي الأبعاد. هذه الطريقة تسمح لنا باستخدام حتى رقائق معدنية كمادة قابلة للاستهلاك. الأجسام مغلفة ليس لديها قوة معدنية، لأن سلامتها تقوم على الترابط من الأوراق المستعبدين.

ميزة هذه التكنولوجيا هي الرخاء النسبي والقدرة على خلق مجموعة متنوعة من العناصر التي هي متطابقة مع جميع المنتجات المعدنية. يستخدم التصفيح الطباعة الأكثر شيوعا لخلق وهمية المنبثقة.

طبقة الصمامات

ويستند هذا الأسلوب من الطباعة 3D على استخدام مواد سبائك خفيفة. البثق المتاحة في الطابعة ليست قادرة على تحمل درجات حرارة عالية. لذلك، يكاد يكون من المستحيل لخلق الأشياء من المعدن النقي والسبائك. وهكذا، بدأ مطوري المواد الاستهلاكية لإنتاج المواد الخام المركبة الخاصة. مثال على هذا الحل هو مادة تتكون من مسحوق بالحرارة والبرونزية.

طابعات معدنية من هذا النوع تطبع العناصر التي لا يمكن تمييزها عن منتج جميع المعادن في المظهر. ولكن الخصائص الفيزيائية لهذه الأشياء هي أسوأ بكثير. ولذلك، يستخدم كل طبقة على حدة الصمامات حصرا لخلق وهمية المنبثقة، والهدايا التذكارية، والأدوات الداخلية. الآن، المهندسين يبحثون عن الصناعات حيث يجوز استخدام هذه التكنولوجيا الإنتاج. وهكذا، بالحرارة مع حشو المعادن يمكن استخدامها لطباعة لوحات إلكترونية.

الليزر الانتقائي وتلبد المباشر

الانتقائية تلبد الليزر من المعادن يسمح لك للعمل ليس فقط مع المواد المعمرة، ولكن أيضا مع بالحرارة. هنا، إنشاء الأجسام ثلاثية الأبعاد يحدث بمساعدة المنشآت الليزر عن طريق تلبد مسحوق معدني. في كثير من الأحيان، للحد من قوة بواعث الليزر على مادة معدنية، يتم تطبيق طلاء أكثر ذوبان منخفض. في مثل هذه الحالات، لزيادة قوة المنتجات النهائية، مطلوب تلبيد إضافية والتشريب مع المعادن.

وهناك مجموعة متنوعة من طريقة وصفها هو تلبد الليزر المباشر من المعادن. وتركز هذه التكنولوجيا على العمل مع نوع مسحوق معدني نقي. لتحقيق هذا الهدف، طابعة 3D لديها غرف مغلقة مختومة مليئة الغاز الخامل. أيضا، تستخدم الطباعة تسخين المواد الاستهلاكية لدرجة الحرارة التي يذوب، ولكن لا يغلي حتى الآن. هذا يسمح لك للحد من وقت الطباعة وحفظ على قوة المنشآت الليزر.

الطباعة بواسطة تلبد الليزر يحدث في طبقات. على منصة العمل، الجهاز ينطبق طبقة رقيقة من مسحوق ساخنة، جزيئات التي هي متكلس معا ومع الطبقة السابقة. شعاع الليزر يتغير باستمرار اتجاهها مع مساعدة من نظام المرآة.

تلبد الليزر يجعل من الممكن لخلق هياكل معقدة دون دعم إضافي. وهكذا، يتم استخدام هذه التكنولوجيا لخلق أجزاء عالية الدقة التي لا تتطلب بالقطع لاحق، وكذلك لإنتاج نماذج متكاملة من مستوى التعقيد التي لا يمكن أن يؤديها صب التقليدية.

تلبد الليزر يسمح لك للعمل مع الصلب وسبائك النيكل، التيتانيوم، والمعادن الثمينة، وما إلى ذلك.

الليزر الانتقائي والإلكترون شعاع ذوبان المعادن

على الرغم من أن النماذج التي حصل عليها تلبد الليزر من المعادن هي ذات جودة عالية، لديهم تطبيق محدود. هيكل مسامية من الأشياء النهائية يقلل من قوتها. هذه المنتجات هي من الاستخدام القليل للتطبيقات الصناعية، ولكن أكثر استخداما لخلق وهمية المنبثقة والنماذج. ولإنتاج نماذج دائمة ومقاومة للحمل، قام المهندسون بتحويل تكنولوجيا التلبيد بالليزر المباشر إلى طريقة ذوبان الليزر. لأنه يقوم على المعالجة الحرارية القوية من مسحوق المعادن للحصول على كائن متجانس. الكائنات المطبوعة بهذه الطريقة لا تختلف في الواقع في الخصائص الميكانيكية والفيزيائية من النظير المصنعة من قبل الطرق التقليدية.

بالتوازي مع هذا، يتم تطبيق تكنولوجيا ذوبان شعاع الالكترون. فإنه يجعل من الممكن لخلق كائنات بنفس الدقة والقرار، ولكن لديه مزايا معينة. لذلك، تم تجهيز طابعة 3D للمعادن من هذا النوع بدلا من أنظمة المرآة الكهروميكانيكية مع البنادق الإلكترونية. وهذا يسمح للآلة أن تعمل بسرعة عالية نسبيا، مما يحسن الأداء دون مضاعفات عملية كبيرة. هذه التكنولوجيا هي بديل ممتاز للإنتاج الصناعي التقليدي، حيث يتم استخدام معدات إضافية (الأفران والقوالب).

وتستخدم طابعات الليزر وذوبان شعاع الإلكترون أساسا لإنتاج أجزاء من المحركات النفاثة والتوربينات الغازية، والأطراف الصناعية لتقويم العظام.

مباشرة البناء المضافة ليزر

طابعة 3D للبناء المعادن المباشرة ليزر تستخدم لإصلاح المنتجات النهائية. وتستند التكنولوجيا من هذا الجهاز على مبدأ رش جزيئات مسحوق المعادن على أجزاء تالفة من كائن وذوبان لهم ليزر. وتتميز هذه الطريقة بتخصص ضيق وتستخدم فقط لأغراض صناعية.

يتحرك رأس الطباعة من هذا النوع من الطابعة في ثلاث طائرات ويدور حول المحور الرأسي. وهكذا، فإنه يعمل في أي زاوية.

وتستخدم آلات مماثلة لإصلاح الآلات المعقدة والمنتجات ذات الحجم الكبير. على سبيل المثال، لإصلاح محركات الطائرات.

تكلفة طابعة 3D للمعادن

اليوم يوفر السوق مجموعة واسعة من الآلات التي تسمح بإنشاء الأجسام المعدنية ثلاثية الأبعاد. وتكلفتها تعتمد على العلامة التجارية وتكنولوجيا الطباعة. لذلك، طابعة 3D الصناعية للعمل مع المعادن، والتي من الممكن لطباعة محرك، وتكلف عشرات الآلاف من الدولارات الأمريكية. آلات أكثر بأسعار معقولة يمكن شراؤها أرخص بكثير، ولكن نوعية المنتجات ستكون أسوأ. لحل هذه المشكلة، والمهندسين على تطوير طابعة 3D للمعادن، والسعر الذي سيكون أقل بكثير عندما تعمل بكامل طاقتها.